Question

【题目】铁是日常生活中最常见的金属，据资料介绍：氧化铁在隔绝空气的条件下高温加热能生成黑色固体和一种气体。小明在实验室进行了下列实验：

根据以上图示回答问题：

（1）气体A的化学式为_____，现象C是_____。

（2）对黑色固体B的探究：

（实验现象）在向黑色固体B中加过量稀盐酸的实验过程中，没有观察到有气泡产生。由此可知黑色固体B中没有铁，判断依据是_____（用化学方程式表示）

（查阅资料）①氧化亚铁和四氧化三铁都是黑色固体②它们都可以和稀盐酸或稀硫酸反应，其中四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式为：Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。

（猜想）黑色固体B是Ⅰ、FeO Ⅱ、Fe3O4 Ⅲ、_____。

（实验分析）

①小亮认为，如果猜想Ⅱ 成立，则溶液D中的溶质为_____；

②小意认为，要确定黑色固体B的组成，还应该继续称量B的质量。若实验称得黑色固体B的质量为30.4g，则B中铁、氧元素的质量比为_____，猜想_____成立。则氧化铁分解的化学方程式为_____

Answer 1

【答案】O2 带火星的木条复燃 Fe+2HCl═FeCl2+H2↑ FeO、Fe3O4 HCl、FeCl3、FeCl2 14：5 Ⅲ 4Fe2O32FeO+2Fe3O4+O2↑

【解析】

（1）由质量守恒定律可知，氧化铁分解生成的气体是氧气，氧气的化学式为O2，现象C是带火星的木条复燃。
故填：O2；带火星的木条复燃。
（2）[实验现象]
在向黑色固体B中加过量稀盐酸的实验过程中，没有观察到有气泡产生。由此可知黑色固体B中没有铁，判断依据是铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。
故填：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。

[猜想]
黑色固体B是Ⅰ、FeOⅡ、Fe3O4Ⅲ、FeO、Fe3O4。
故填：FeO、Fe3O4。
[实验分析]
①如果猜想Ⅱ成立，则溶液D中的溶质有过量稀盐酸中的氯化氢、四氧化三铁和稀盐酸反应生成的氯化铁和氯化亚铁。
故填：HCl、FeCl3、FeCl2。
②32.0g氧化铁中铁元素质量为：32.0g×=22.4g，氧元素质量为：32.0g-22.4g=9.6g，
反应生成氧气质量为：32.0g-30.4g=1.6g，
黑色固体B中氧元素质量为：9.6g-1.6g=8g，
则B中铁、氧元素的质量比为：22.4g：8g=14：5，
氧化亚铁中铁元素、氧元素质量比为：56：16=7：2，四氧化三铁中铁元素、氧元素质量比为：168：64=21：8，
由以上数据可知，黑色固体B是氧化亚铁和四氧化三铁的混合物，即猜想Ⅲ成立；
则氧化铁分解生成氧化亚铁、四氧化三铁和氧气，反应的化学方程式为：4Fe2O3 2FeO+2Fe3O4+O2↑。
故填：14：5；Ⅲ；4Fe2O32FeO+2Fe3O4+O2↑。